Способ отопления промышленных печей

 

11 1еч r . c;.н. моникой

<. 6л. г тенв M Ь 4

О П

Союз Соеетскик

Социалистических

Республик

И С А йИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<1>787486

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 060978 (21) 2662868/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15128Q Бюллетень ¹ 46

Дата опубликования описания 151280 (51) M. Kn.

С 21 0 9/00

Государственный комнтет

СССР но делам нзобретеннй н открытнй (53) УДК 621.78g (088.8) (72) Авторы изобретения

A.Ã. Зеньковский, В.В. Костяков, B.A. Давыдов, В.Г.Смирнов, Д.М. Коен, Е.Н. Самсонова, Д.Д. Шишлов и A.Г. Конышев

Московский вечерний металлургический институт и Московский металлургический завод "Серп и Молот" (71) Заявители (54) СПОСОБ ОТОПЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПЕЧЕЙ

Изобретение относится к нагревательным устройствам металлургической теплотехники и может быть использовано на заводах металлургической и маши-5 ностроительной промышленности в печах для нагрева металла под обработку давлением и в процессе его термообработки.

Известен способ отопления промыш- fp ленных печей, согласно которому газовоздушную смесь сжигают в объеме рабочей камеры в свободно распространяющемся закрученном факеле 11 .

Использование этого способа отопле15 ния ограничено частными случаями технологии нагрева, при которых необходим равномерно-распределенный режим теплообмена.

Известен также способ отопления 20 промышленных печей с косвенным радиационным режимом, теплообмена, включающий подачу на поверхность свода с боковых сторон печи горящей гаэовоэдушной смеси в виде настильных струй. 25

Для реализации этого способа горелки устанавливают под сводом на боковых стенах. В этом случае факел в виде позакрученного потока распространяется по внутренней поверхности кладки з0 свода, разогревая ее до требуемой температуры $2) .

Однако угол раскрытия такого прямоточного настильного факела достигает лишь 30, поэтому для равномерного разогрева всей поверхности свода необходимо установить большое количество горелок, что усложняет систему коммуникаций печи. Равномерность разогрева свода невелика, что неблагоприятно сказывается на качестве нагрева, особенно в печах садочного типа.

Целью изобретения является повышения равномерности нагрева свода, КПД печи и качества нагрева заготовок.

Поставленная цель достигается тем, что газовоэдушные струи закручивают, причем параметр крутки на срезе сопла горелки устанавливают в пределах — 0,48-2,91, К где п — конструктивный параметр крутки горелки;

dg — диаметр выходного сопла горелки; д — диаметр цилиндрической камеры горелки.

Конструктивный параметр крутки для камерного эавихрителя с простым

787486

60 т нг нциальным подводом воздуха рай 4 -а > вен - —, где а, Ь вЂ” размеры пряоЬ маугольного патрубка подвода воздуха.

Предлагаемый способ позволяет отапливать большую, чем в известном способе отопления настильными прямоточными струями, поверхность свода, что при меньшем количестве горелок обеспечивает равномерный его разогрев, повышая качество нагрева заготовок. Более эффективное использование топлива позволяет повысить КПД печи.

Способ осуществляется следующим образом.

Газовоздушную смесь подают с боковых стен таким образом, чтобы закрученная струя, выходящая из горелок, .:аспространялась настильно по поверхности кладки свода. Стелящиеся факелы отдельных горелок равномерно разогревают всю поверхность свода печи 20 косвенным радиационным режимом теплообмена, который затем излучает тепло на нагреваемые заготовки. 3а счет равномерной по всей поверхности плотности теплового потока удается обес- 25 печить высокое качество нагрева заготовок.

Подавая на свод закрученные струи nd

c - . в пределах 0,48-2,91 при эаданcl g 30 ной дальнобойности, обусловленной шириной печи, угол раскрытия на своде получается в пределах 66-122 .

При + C.0,.48 струя приближается к прямоточной полуограниченной и имеет небольшой угол раскрытия, что отрицательно сказывается,на равномерность

l1dÐ нагрева поверхности свода. При ) 4О

< к

/ 2, 91 закрученная струя увеличивает угол раскрытия на своде незначительно, но существенно при этом теряя свою дальнобойность, что также ухудшает равномерность нагРева поверхности 45 свода.

В результате применения способа отопления печи с косвенным радиационным нагревом за счет повышения равномерности нагрева излучающего свода 5g увеличиваетя его средняя эффективная температура и степень черноты. Это обеспечивает экономию топлива при заданном тепловом режиме в печи и, как следствие этого, повышение КПД печи.

Было приведено исследование этого способа на изотермической воздушной модели камерной печи методом локального моделирования, поскольку свод реальной печи можно рассматривать состоящим из отдельных участков, отапливаемых одной горелкой. Модель горелки представляет собой завихритель, выполненный по типу простого тангенциального ввода с конфузорнж 65 соплом с соотношением диаметров

do/dy = 0,46, do — диаметр выходного сопла горелки, d — -диаметр конфузорного сопла. Конструктивный параметр крутки и изменяется в широких пределах введением специальных вставок в подводящий воздушный патруЭкономическая эффективность от реализации предлагаемого технического решения складывается из экономии топлива при заданном тепловом режиме в печи и повышения качества нагрева заготовок.

Формула изобретения

Способ отопления промышленных печей, включающий подачу горящей газовоздушной смеси в виде настильных струй на поверхность свода печи, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности нагрева свода и КПД печи, газовоздушные настильные струи закручивают, причем параметр крутки на срезе сопла горелки устанавливают в пределах — 0,48-2,91, V, и — конструктивный параметр крутки завихрителя;

4п — диаметр выходного сопла горелки;

d — диаметр цилиндрической

К камеры горелки. где бок модели горелки, т.е. и=

ol Ь

Эксперименты показывают, что при заданной аэродинамической длине, обусловленной шириной рабочего пространства печи, настильная .закрученная струя имеет угол раскрытия на поверхности свода, изменяющийся в пределах от 66 до 122 при изменении конструктивного параметра крутки горелки и от 1,04 до 6,33. При этом параметр крутки закрученной струи на срезе сопла — - со степенью конфузорности

nd V.

dz /d< = О, 46 изменяется от О, 48 до

2,91.

Из сравнения внешней границы и границы на плоскости настильной закрученной струи с соответствующими границами прямоточной полуограниченной и свободной закрученной струи вытекает,что исследуемая струя обладает большим углом раскрытия в плоскости стенки. При возрастании параметра крутки струи на срезе сопла †уг раскрытия Р нпhdtv дк стильной закрученной струи на плоскости также увеличивается и превышает угол раскрытия .свободной закрученной струи на 22-54 при соответствующей крутке, а полуограниченной прямоточной в среднем на 64o .

787486

Составитель Г.Назарова

Редактор М.Недолуженко Техред И. Асталош КорректорГ.Решетник

Заказ 8282/26 Тираж 608 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ахмедов P.Р., Рашидов Ф.К. Использование газа в народном хозяйстве, Ташкент, "Фан", 1968, вып. Vl с.42.

2. Авторское свидетельство СССР

9 253841, кл. С 21 0 9/00, 1968.